東方通信：GSM空中接口過程分析

1、 GSM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)部件 ESTS-G04 V 1.0一、 GSM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)部件本部分內(nèi)容綜述GSM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)。該部分主要是對基本GSM網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容的復(fù)習(xí)。為下一步的空中接口部分打好基礎(chǔ)。一、 GSM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1， 網(wǎng)絡(luò)概述GSM系統(tǒng)由一系列功能單元組成。給出一個(gè)簡單的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。圖中的各個(gè)組成部件表示系統(tǒng)的每一功能單元。在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成中，每一功能單元的出現(xiàn)比率不是圖中所示的一次，可多次出現(xiàn)。 各種網(wǎng)絡(luò)部件的接口都采用標(biāo)準(zhǔn)接口，這樣可以在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中使用不同廠家的設(shè)備，比如可將Motorola的基站系統(tǒng)BSS與Ericsson的網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)配合使用。 一般整個(gè)系統(tǒng)可分成幾個(gè)部分： （1），

2、移動臺 MS（Mobile Station）如手機(jī)、傳真機(jī)等用戶實(shí)際所使用的設(shè)備。 （2），基站系統(tǒng) BSS（Base Station System）為移動臺MS和陸地交換設(shè)備提供無線連接的部分。 （3），網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)（Network Switching System）由MSC及一些相關(guān)的數(shù)據(jù)庫組成，完成電話交換及提供GSM系統(tǒng)與PSTN的連接功能等。 （4），操作與維護(hù)系統(tǒng)（Operation and Maintenance System） 使網(wǎng)絡(luò)管理員能對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中操作與維護(hù)?；鞠到y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)操作與維護(hù)系統(tǒng)移動臺PSTNNMCOMCMSCVLRECHLREIRAUCIWFXCDRBS

3、CBTSSIMME接口 / 連接GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成二、網(wǎng)絡(luò)部件1，移動臺MS移動臺是用戶設(shè)備，它可以是車載型、便攜型和手持型三種。它的物理設(shè)備和移動用戶是完全獨(dú)立的。包括兩部分：移動設(shè)備ME(Mobile Equipment)和用戶識別模塊SIM(Subscriber Identify Module，一般也叫做SIM卡即智能卡)。 （1），ME移動設(shè)備ME是用戶所使用的硬件設(shè)備，用來接入到系統(tǒng)，每部移動設(shè)備都有一個(gè)唯一的對應(yīng)于它的永久性識別號，該識別號稱為國際移動設(shè)備識別號IMEI(International Mobile Equipment Identity)。 對于不同類型的移動臺，其最大

4、輸出功率也不同。 移動臺必須有一個(gè)特定的標(biāo)志供網(wǎng)絡(luò)識別，該標(biāo)志稱為級別標(biāo)志(Classmark),移動臺在發(fā)送初始化消息時(shí)發(fā)送此標(biāo)志。 級別標(biāo)志Classmark中包含以下信息： a,版本級別 指示該移動臺是一期(Phase 1)或二期(Phase 2)的移動臺。 b,最大發(fā)射功率 該移動臺的最大發(fā)射功率，在切換及功率控制時(shí)會用到，用移動臺功率級別號表示。 c,加密算法 指示移動臺使用的是哪種加密算法。目前在一期GSM中只有一種算法（A5），但二期(Phase 2)GSM規(guī)范規(guī)定了多種算法(A5/0-A5/7)。 d,頻率范圍 指示該移動臺收發(fā)信號所能使用的頻段。不是所有的移動臺都支持?jǐn)U展頻段

5、。 e,短消息功能指示該移動臺是否可以接收短消息。移動設(shè)備M.E級別標(biāo)志（classmark）包含信息：l 發(fā)射功率等級功率級功率輸出120瓦特（已不用）28瓦特35瓦特42瓦特l 支持Phase1,Phase2或Phase2+規(guī)范l 加密l 頻率l 短消息服務(wù)50.8瓦特（2），SIM卡SIM卡插入到移動設(shè)備中，用來識別移動用戶的身份，存有一些該用戶能獲得什么服務(wù)信息及一些其他的信息。SIM卡中存有移動用戶身份識別號，稱為國際移動用戶識別號IMSI(International Mobile Subscriber Identity)。 如果移動設(shè)備內(nèi)沒有插SIM卡, 只能用來做緊急呼叫。將移動

6、設(shè)備識別號與移動用戶身份識別號分開后，系統(tǒng)就可以根據(jù)移動用戶來計(jì)費(fèi)，而不是根據(jù)移動設(shè)備來計(jì)費(fèi)了。 SIM卡中包含的信息有：l 國際移動用戶身份識別號IMSIIMSI(International Mobile Subscriber Identity)用來識別移動用戶,僅在初始化時(shí)才在空中發(fā)送。l 臨時(shí)移動用戶身份識別號TMSITMSI(Temporary Mobile Subscriber Identity)用來臨時(shí)性的識別移動用戶,該號碼會周期性的改變,防止有人從空中截獲該號碼后盜話。l 位置區(qū)識別號LAI(Location Area Identity)指示移動用戶當(dāng)前所在的位置區(qū)。l 用戶身

7、份鑒權(quán)密鍵Ki (Subscriber Authentication Key)在用戶身份鑒權(quán)時(shí)使用。l MSISDN MSISDN(Mobile Station International Service Digital Network)是移動臺的電話號碼,含有國家碼,國內(nèi)碼,及移動用戶號碼。SIM卡中的信息在SIM卡發(fā)行之后大多是不可讀的(如Ki)或不可改的,(如IMSI)。另外有一些信息，如LAI，會不停的改變，以反映移動臺當(dāng)前所在的位置。SIM卡以及系統(tǒng)高度的固有安全性，能有效的防止盜話。SIM卡是很難復(fù)制的，而且還可以給SIM卡加一個(gè)類似信用卡密碼的個(gè)人密碼，即PIN碼(Persona

8、l Identity Number Password),防止有人盜用。SIM卡還存有一些其它信息，如計(jì)費(fèi)信息，對這些信息用戶可以直接通過手機(jī)按鍵功能查看。SIM卡另外還執(zhí)行鑒權(quán)算法。SIM卡迷你型SIM卡全尺寸SIM卡SIM 卡(實(shí)際大小)2， 基站子系統(tǒng)（BSS）基站子系統(tǒng)包括：射頻設(shè)備和控制設(shè)備。提供移動臺和MSC之間的連接。主要包括：BTS、BSC、XCDR。（1），BTS（基站收發(fā)信臺）BTS是GSM網(wǎng)絡(luò)中由于和移動臺通信的部分。包含了射頻部分（如天線等），為各個(gè)小區(qū)提供空中接口。（2），BSC（基站控制器）BSC直接與MSC相連。是BSS中的控制部分。BSC可以控制一個(gè)或多個(gè)BTS，

9、在GSR3的版本中，一般max為40。此外，BSC也可不通過MSC進(jìn)行INTERNAL的切換。（3），XCDR(編解碼器) XCDR被用做編解來自與移動臺的信號，使信號能夠在陸地鏈路中有效的傳輸。由于它經(jīng)常放在MSC一邊，所以，常稱為RXCDR?；咀酉到y(tǒng)XCDRBSCBTSBTSBTSBTSBSS3， 網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)（NSS）網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)包含了GSM網(wǎng)絡(luò)的主要交換功能。它同時(shí)也包括用戶數(shù)據(jù)和移動網(wǎng)管理所需的數(shù)據(jù)庫。主要的功能是管理GSM網(wǎng)絡(luò)和其余通信網(wǎng)絡(luò)之間的通信。· 移動交換機(jī)MSC在GSM系統(tǒng)中，MSC能完成呼叫交換以及其他交換設(shè)備一樣的功能（計(jì)費(fèi)，操作和維護(hù)，中繼接口等）。同

10、時(shí)，MSC作為網(wǎng)關(guān)交換機(jī)GMSC提供PSTN和BSS之間的接口。· 歸屬位置寄存器HLRHLR是為用戶單元提供參數(shù)的參考數(shù)據(jù)庫。每一個(gè)用戶單元唯一屬于一個(gè)HLR，用戶通過IMSI或者M(jìn)SISDN接入到HLR中。HLR主要包括用戶單元的IMSI、MSISDN、當(dāng)前在VLR中的信息、補(bǔ)充業(yè)務(wù)信息、用戶狀態(tài)、鑒權(quán)鍵Ki、用戶漫游識別號MSRN等。· 拜訪位置寄存器VLRVLR包含當(dāng)前本區(qū)域所有用戶單元的參數(shù)的數(shù)據(jù)庫。它包含有從HLR拷貝來的有關(guān)這些用戶單元的數(shù)據(jù)。如：用戶狀態(tài)、MSRN等；也包括LAI、TMSI等。· 鑒權(quán)中心AUCAUC是一個(gè)進(jìn)程系統(tǒng)，它執(zhí)行鑒權(quán)功能。

11、AUC通常和HLR結(jié)合在一起，在鑒權(quán)是和用戶單元中的SIM卡共同完成鑒權(quán)功能。· 網(wǎng)絡(luò)互連功能IWFIWF提供GSM系統(tǒng)和多種格式的公用和私用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的接口。網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)操作與維護(hù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)VLRHLRAUCEIRRMSCECIWFBSSPSTN它完成速率適配和協(xié)議轉(zhuǎn)換功能。· 回音消除器EC由于系統(tǒng)的時(shí)延和二四線轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)不可避免有聲學(xué)回聲。EC的加入，可消除遠(yuǎn)端回聲。網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)操作與維護(hù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)VLRHLRAUCEIRRMSCECIWFBSSPSTN4，操作維護(hù)子系統(tǒng)（OMS）操作和維護(hù)子系統(tǒng)可以對整個(gè)GSM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。它包括兩部分：·

12、; 網(wǎng)絡(luò)管理中心NMCNMC是全網(wǎng)管理的最高層，每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)只有一個(gè)。目前，我國沒有設(shè)此項(xiàng)。· 操作維護(hù)中心OMCOMC具有軟件和數(shù)據(jù)庫的管理、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的收集、事件/告警的管理等功能。每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)可有多個(gè)OMC。目前，OMC有OMC-R和OMC-S兩種。MOTOROLA只有OMC-R，用于對BSS系統(tǒng)的管理。操作維護(hù)子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò) 第99頁 GSM網(wǎng)絡(luò)信令鏈路及簡要的信令流程 ESTS-G04 1.0二、GSM網(wǎng)絡(luò)中的信令鏈路及簡要的信號流程一、GSM網(wǎng)絡(luò)中的信令鏈路GSM網(wǎng)絡(luò)中，陸地鏈路除傳送話音和數(shù)據(jù)信息外，還傳送大量的信令信息。信令在陸地鏈路上傳輸，采用幾種標(biāo)準(zhǔn)的信令接口方式：l 2M

13、BPS中繼l C7（或?yàn)镹O.7.）信令協(xié)議l X.25分組交換協(xié)議l LAPD（Link access procedure “D”）協(xié)議我們可以通過對應(yīng)的OSI（open system interface）來看，這些標(biāo)準(zhǔn)信令方式在OSI分層結(jié)構(gòu)中處在的位置。OSIX.25LAPBMTP(C7)LAPDABIS2 Mbit/s 中繼C7應(yīng)用部分X.25應(yīng)用部分4-7用戶應(yīng)用部分3網(wǎng)絡(luò)層 2鏈路層1物理層OSI 分層結(jié)構(gòu)1，2MBPS中繼（30路PCM）對面圖中加粗部分是指使用2MBPS中繼的連接。2MBPS中繼用在PSTN與MSC之間、MSC之間、MSC與BSC之間以及BSC與BTS之間，傳送

14、話務(wù)和信令。這些鏈路也用在MSC和IWF之間。每條2.048 MBPS鏈路可提供30條64kbit/s通路用于傳輸話音、數(shù)據(jù)或信令信息。信令信息可能是指C7，LAPD或X.25格式的信息。這些2MBPS中繼一般用作GSM系統(tǒng)中所有陸地接口的物理載體。2MBPS中繼幀結(jié)構(gòu)：TS0TS 1-15TS16TS 17-31TS作用0115161731幀同步/差錯(cuò)檢測/信令/告警話務(wù)C7信令（也可用其它時(shí)隙來傳C7信令）話務(wù)注：TSTimeslot時(shí)隙2MBPS中繼2，X.25接口 使用了X.25協(xié)議的接口如圖中加粗部分所示。OMC通過X.25消息包與所有它控制和監(jiān)視的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體通信。X.25連接一般就是

15、2MBPS中繼中的某一專用時(shí)隙。OMC到BSS的X.25連接可能是通過MSC“釘連”（軟件設(shè)置的固定連接），也可能是采用完全獨(dú)立的物理路由。X.25協(xié)議的幀結(jié)構(gòu)：FLAG標(biāo)志FRAME CHECKSEQUENCE幀校驗(yàn)序列INFORMATION信息CONTROL控制信息ADDRESS地址FLAG標(biāo)志最后發(fā)送的比特 （LAPB幀） 最先發(fā)送的比特X.25協(xié)議3，NO.7協(xié)議系統(tǒng) 使用了C7的接口如對面圖中加粗部分所示，這些接口用來傳送主要網(wǎng)絡(luò)實(shí)體之間以及系統(tǒng)與PSTN之間的信令和控制信息。不同GSM網(wǎng)絡(luò)實(shí)體之間使用的七號信令應(yīng)用部分也不盡相同：l 在MSC與PSTN之間，MSC要完成電話呼叫信令

16、功能，故使用TUP電話用戶部分（Telephone User Part），MSC與ISDN之間則使用ISUP（ISDN用戶部分，ISDN User Part）l MSC與BSS之間使用BSSMAP（基站系統(tǒng)管理應(yīng)用部分Base Station System Management Application Part）。DTAP（直接傳輸應(yīng)用部分Direct Transfer Application Part）用于在MSC和MS之間發(fā)送消息。MAP（移動應(yīng)用部分Mobile Application Part）用于MSC、VLR、EIR和HLR之間?？s略語：BSSAP Base Station Sys

17、tem Application PartBSSMAPBase Station System Management Application PartDTAP Direct Transfer Application PartISUP ISDN User PartMAP Mobile Application PartSCCPSignaling Connection Control PartTUP Telephone User PartTCAP Transaction Capability Application PartMTP Level 3MTP Level 2MTP Level 12 Mbit/

18、s 中繼SCCPTUP應(yīng)用層7表示層6會話層5傳輸層4網(wǎng)絡(luò)層3鏈路層2物理層1OSI 分層結(jié)構(gòu)ISUPMAPTCAPBSSAP(DTAP+BSSMAP)SS7 分層結(jié)構(gòu)4231NO.7.協(xié)議4，LAPD協(xié)議由于BSC和遠(yuǎn)程BTS之間2MBPS中繼上傳送的信令和控制信息的一些特殊特性，所以BSC與BTS之間需要一種不同的接口。GSM規(guī)范該接口采用LAPD協(xié)議，該協(xié)議的幀結(jié)構(gòu)如下所示。對于該接口（稱為“A bis”）GSM規(guī)范沒有作嚴(yán)格規(guī)定，所以各廠家對A bis接口解釋、理解也各不相同，也就是說不同生產(chǎn)廠家的BSC與BTS不能在一起工作。另外不同廠家對BSC和BTS的功能劃分也不相同，就算對該接

19、口作了嚴(yán)格規(guī)范，不同廠家的BSC與BTS還是無法共同工作。FLAG標(biāo)志FRAME CHECKSEQUENCE幀校驗(yàn)序列INFORMATION信息CONTROL控制信息ADRESS地址FLAG標(biāo)志最后發(fā)送的比特 （LAPD幀） 最先發(fā)送的比特LAPD協(xié)議二、GSM網(wǎng)絡(luò)陸地信令流程1， GSM BSS系統(tǒng)軟件模塊結(jié)構(gòu)（1），RSS（無線子系統(tǒng)）部分LAYER1（層1）：l 下載固件l 是RSS部分和硬件的接口鏈路l 收集故障信息并匯報(bào)給FCPl 為CRM做立即分配提供數(shù)據(jù)庫l 將layer2下行鏈路的信息翻譯成DRI/DPR消息l 將上行DRI/DPR的消息翻譯成layer2的消息l 支持在一個(gè)消

20、息上進(jìn)行多尋呼、多個(gè)立即分配、多個(gè)立即分 配拒絕l 有能力獲得非同步切換的時(shí)間值并送到DRI中去LAYER2(層2)：LAYER2是處于layer1和RSS Abis（layer3）之間的鏈路。Layer2執(zhí)行數(shù)據(jù)鏈路層（OSI Layer2）的功能。在規(guī)范TS GSM 04.05和TS GSM 04.06中，對Layer2從layer3到layer1的功能進(jìn)行了定義。這些功能是用來解釋從層1和層3來的消息并對之作出反應(yīng)。層3消息通過此轉(zhuǎn)換成LAPDm幀并傳送到Layer1去。LAYER2可直接處理最大為255Bytes的SMS消息；它也可證實(shí)SMS消息及執(zhí)行SMS消息的分割/組合等等。ABI

21、S：BSS軟件模塊結(jié)構(gòu) ABIS接口可提供RSS和CP之間的接口和消息協(xié)議。所有在CP和RSS之間傳送的消息都將通過RSS的ABIS接口，連到CP的RRSM和RCI上。主要的功能有：l 初始化RSS的ABISl 檢查下行消息的正確性l 通過SWFM匯報(bào)、記錄一些錯(cuò)誤的狀態(tài)l 將下行消息翻譯為RSS內(nèi)部消息l 將上行消息翻譯為RSS-CP的接口消息l 處理點(diǎn)對點(diǎn)的短消息HO進(jìn)程：l 控制手機(jī)的上行發(fā)射功率和TCU的下行發(fā)射功率l 計(jì)算并控制手機(jī)的時(shí)間提前量l 判斷是否需切換l 監(jiān)控空閑信道的干擾l 檢查丟失的SACCH幀（2），呼叫進(jìn)程（call processing）MTP L3/L2和SCC

22、P預(yù)處理程序：l MTPL3用來維護(hù)MSC_BSS之間的信令鏈路l MTPL2用來負(fù)責(zé)對MTP的數(shù)據(jù)鏈路層的操作l SCCP預(yù)處理程序用來判斷消息的類型（是DTAP or BSSMAP），并隨后發(fā)送內(nèi)部消息BSS軟件模塊結(jié)構(gòu)SSM(SCCP State Machine)：SSM用來維持MSC接口的呼叫狀態(tài)。SSM負(fù)責(zé)呼叫的初始化、維持、釋放和在切換時(shí)主要控制。SSM同時(shí)負(fù)責(zé)BSS的呼叫跟蹤。CLM（Connectionless Manager）CLM用來處理BSSMAP的面向無連接的信令進(jìn)程。這些進(jìn)程包括：阻斷（blocking）、復(fù)位電路（reset cic）、全局復(fù)位（global res

23、et）信令點(diǎn)不可達(dá)（sinalling point inaccessible）。面向無連接的處理器是一些對BSS進(jìn)行操作以及維持與特定呼叫直接相關(guān)的操作的進(jìn)程的組合。SM(Switch Manager)： SM的功能為：使由MSC分配給特定手機(jī)的固定鏈路和由CRM分配給手機(jī)的無線鏈路連接起來。RRSM(Radio Resource State Machine)：RRSM 用來維持空中接口的呼叫狀態(tài)。RRSM負(fù)責(zé)呼叫初始化維持和釋放無線信道。RCI(Radio Channel Interface)：MOTOROLA將CP進(jìn)程分成兩大塊。所有在RSS和CP之間的消息都通過RCI。RCI執(zhí)行在RSS

24、和CP功能之間消息的路由。RCI給每一條上行消息配上一個(gè)SCCP reference number，用來針對RSS維持一個(gè)精確的路由。RCI也負(fù)責(zé)處理來自于SCCP處理器的進(jìn)程請求。BSS軟件模塊結(jié)構(gòu)CRM(Cell Resource Manager)：CRM用來處理在一個(gè)BTS站中的無線資源的分配。當(dāng)請求一個(gè)無線資源時(shí)，CRM判斷哪些資源正在用、哪些正在loading、資源的受干擾情況以及請求無線資源的排隊(duì)等等。CRM也負(fù)責(zé)intra_cell的切換、TCH/SDCCH的動態(tài)分配、分配SCCP reference number等。BSS軟件模塊結(jié)構(gòu)2，MS主叫呼叫建立中陸地信令流程（1），R

25、SS接收到MS發(fā)的”channel request”消息后，向RRSM發(fā)送“channel required”消息。RRSM接收后，向CRM發(fā)”channel required received”消息。CRM如果有資源可分配，發(fā)”channel assigned”消息給RRSM。RRSM接收到后，發(fā)”channel activation”消息給RSS,RSS接收到后，發(fā)”channel activation acknowledge”消息給RRSM。接下來，RRSSM發(fā)”immediate assign command”給RSS，RSS將該消息發(fā)給MS（在AGCH上），并開始分配專用控制信道，建

26、立MS和BSS之間的信令鏈路。（2）信令鏈路建好后，MS發(fā)”CM service Request”消息給RSS(在SDCCH上)，RSS將該消息發(fā)給RRSM。RRSM一邊發(fā)消息給RSS，要求對MS的接入功率進(jìn)行控制；一邊發(fā)”CM service Request”消息通過SSM和MTP給MSC（CR消息），請求接入服務(wù)。MSC接受后，發(fā)CC消息通過MTP給SSM，表示連接證實(shí)。（3），接下來，開始進(jìn)行鑒權(quán)。MSC將鑒權(quán)請求通過MTP、SSM、RRSM、RSS給MS。MS響應(yīng)后，將鑒權(quán)響應(yīng)通過這些軟件模塊發(fā)給MSC。（4），鑒權(quán)成功后，開始進(jìn)行加密。MSC將加密命令通過MTP、SSM、RRSM、R

27、SS給MS。MS加密后，將加密完成消息通過這些軟件模塊發(fā)給MSC。（5），接下來，MS發(fā)”set_up消息通過RSS、RRSM、SSM、MTP給MSC。在VLR將”complete call”消息發(fā)給MSC后，MSC發(fā)”call proceeding”消息通過RSS、RRSM、SSM、MTP給MS響應(yīng)”set_up”消息。MS主叫陸地信令流程3，分配信道陸地信令流程（1），MSC將分配請求”assignment request”消息通過MTP發(fā)給SSM。SSM隨后發(fā)”Audit”消息給SM，要求SM對自己進(jìn)行功能檢測，完成后回”Audit response”給SSM。（2），SSM發(fā)”init

28、iate assignment”初始化分配消息給RRSM。RRSM接收到該消息后，發(fā)”assignment resource request”給CRM，要求CRM給分配TCH。CRM同意分配后，發(fā)”assignment channel assigned”消息給RRSM。（3），RRSM發(fā)”Physical context request”消息給RSS，要求RSS對物理通道進(jìn)行檢查和分配；RSS分配后，回證實(shí)消息”physical context comfirm”給 RRSM。（4），隨后，RRSM將激活該業(yè)務(wù)信道。發(fā)”channel activation”消息給RSS，RSS激活業(yè)務(wù)信道后，回

29、”channel activation acknowledge”消息給RRSM。（5），2、3、4作完后，將繼續(xù)進(jìn)行分配”assignment”消息的傳送。RRSM發(fā)”assignment command”命令給RSS，并送給MS。RSS隨后發(fā)”establish indication”建立指示給RRSM。MS分配完成后，發(fā)”assignment complete”消息通過RSS給RRSM。分配信道陸地信令流程（6），接下來，RRSM告訴CRM釋放在用的SDCCH，CRM向RSS發(fā)送去激活消息和釋放消息。RSS釋放后，將釋放證實(shí)直接發(fā)到RRSM，RRSM再將釋放消息發(fā)給CRM。CRM發(fā)”RF

30、channel release”給RSS，RSS釋放RF后，發(fā)”RF channel release acknowledge”消息給RRSM，RRSM將該消息再發(fā)給CRM。（7），在6處理過程中，RRSM會發(fā)”assignment successful”消息給SSM。SSM接收到后，發(fā)”connect request”消息給SM，SM回”switch response”消息給SSM，為后面建立連接打好基礎(chǔ)。之后，SSM再發(fā)”assignment complete”消息通過MTP給MSC。（8），MSC接收到分配完成消息，沒有問題后，會發(fā)”Alerting”消息給BSS各部分，通過之傳送到MS。

31、（9），當(dāng)對方摘機(jī)后，MSC通過BSS向MS發(fā)”connect”消息，MS接收后，通過BSS向MSC回”connect ACK”消息。開始通話。分配信道陸地信令流程4，切換陸地信令流程（一）（對于源小區(qū)）（1），RSS經(jīng)過判斷，了解該MS滿足切換門限后，向RRSM/RCI發(fā)”handover recognized”消息。RRSM接收到該消息后，向SSM發(fā)”handover recognized received”消息。隨后，SSM通過MTP向MSC發(fā)”handover required”消息，MSC接收到后，向BSS發(fā)”handover command”消息到SSM。（2），SSM向RRSM發(fā)

32、送”initiate handover”消息。RRSM經(jīng)過一定的處理后，通過RSS向MS發(fā)送”handover command”。（3），當(dāng)MS與目標(biāo)小區(qū)建立好新的信道后，MSC通過MTP向SSM發(fā)送”clear command”消息。SSM接收到后，向RRSM發(fā)”release radio channel”消息；RRSM經(jīng)過處理后，向RSS發(fā)送”channel release”消息。同時(shí)，要求CRM去激活DCH；CRM完成后，發(fā)響應(yīng)給RRSM。之后，CRM要求RSS釋放控制信道;RSS釋放后，發(fā)證實(shí)消息給RRSM。之后，完成RF信道的釋放。（4），SSM在接收到從RRSM發(fā)來的”radio

33、channel released”消息后，發(fā)”clear command”命令給MSC。MSC接收并處理后，發(fā)”RLSD”給SSM要求釋放SCCP層3，接受后SSM發(fā)”RLC”消息告訴MSC已經(jīng)完成。切換信令流程（一）5，切換信令流程（二）（對于目的小區(qū)）（1），MSC向目標(biāo)小區(qū)的CRM發(fā)”Handover request”（CR）消息。CRM接收后，向RRSM發(fā)”handover channel assigned”消息，表示有無線信道給切換手機(jī)，可以進(jìn)行切換。（2），RRSM收到后，向RSS發(fā)送”channel activation”來激活無線信道，RSS收到后，回”channel acti

34、vation acknowledge”消息給RRSM。同時(shí)RRSM發(fā)”handover allocation”給SSM。（3），SSM接下來發(fā)”connection request”消息給SM，并接受從SM回的”Switch request”消息。SSM接受后，發(fā)”handover request acknowledge”消息給MSC。以便讓MSC通過源小區(qū)通知MS進(jìn)行切換。（4），RSS開始探測是否有MS要接入到該小區(qū)來。并發(fā)”handover Detection”消息通過RRSM、SSM和MTP到MSC。（5），當(dāng)MS接入到該小區(qū)時(shí)，RSS發(fā)”Establish Indication”給R

35、RSM，與MS信道建立完成后，發(fā)”handover complete”消息給RRSM。RRSM收到后，發(fā)”handover successful”消息給SSM。SSM發(fā)”handover complete”消息給MSC。切換信令流程（二） GSM空中接口 ESTS-G04 1.0三、GSM空中接口 一、 空中接口分類GSM空中接口可分為物理信道和邏輯信道兩種。物理信道是指傳輸信息的媒介，在陸地接口中就是指電纜。邏輯信道由物理信道上傳輸?shù)男畔⒔M成。1， 物理信道 單個(gè)GSM RF載頻可以支持8個(gè)移動用戶同時(shí)通話。如對面圖所示，每個(gè)通話的信道占用載頻的八分之一的時(shí)間，這種技術(shù)稱為時(shí)分復(fù)用。時(shí)間被分

36、成了多個(gè)時(shí)間段，每個(gè)時(shí)間段稱為一個(gè)“時(shí)隙”，時(shí)隙按順序排列，并編號為0到7。每這樣的8個(gè)時(shí)隙序列稱為一個(gè)“TDMA幀”。 每個(gè)移動電話通話都會占用一個(gè)時(shí)隙，直到通話結(jié)束或發(fā)生切換。根據(jù)信道類型TDMA幀被組建成了多種結(jié)構(gòu)。在后面將會講到空中接口的信息如何在幀與復(fù)幀中發(fā)送，以及相關(guān)的定時(shí)。與移動臺之間收發(fā)信號的定時(shí)對于系統(tǒng)正常工作非常關(guān)鍵。移動臺和基站都必須在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間發(fā)射和接收信號，否則就會錯(cuò)過它應(yīng)該所在的時(shí)隙，一個(gè)時(shí)隙里所傳的信息也稱為一個(gè)突發(fā)脈沖序列（Burst）。每個(gè)數(shù)據(jù)突發(fā)脈沖序列在TDMA幀中對應(yīng)一個(gè)分配給它的時(shí)隙，能提供一個(gè)GSM物理信道，而一個(gè)物理信道可以用于傳送MS和BTS之間

37、的多種邏輯信道。GSM空中物理信道2，GSM邏輯信道GSM空中接口有兩種邏輯信道：業(yè)務(wù)信道（Traffic Channel）和控制信道（Control Channel）。（1），業(yè)務(wù)信道TCH（Traffic Channel）業(yè)務(wù)信道用于傳送話音和數(shù)據(jù)信息。共有以下幾種業(yè)務(wù)信道：l 全速率（Full rate）TCH/FS:話音 ( 業(yè)務(wù)信息13kbit/s , 全部信息 22.8kbit/s gross )TCH/EFR:話音 ( 業(yè)務(wù)信息12.2kbit/s , 全部信息 22.8kbit/s gross )TCH/F9.6:9.6kbit/s 數(shù)據(jù)TCH/F4.8:4.8kbit/s 數(shù)

38、據(jù)TCH/F2.4:2.4kbit/s 數(shù)據(jù)l 半速率（Half rate）TCH/HS:話音（業(yè)務(wù)信息6.5kbit/s，全部信息 11.4kbit/s）TCH/H4.84.8kbit/s 數(shù)據(jù)TCH/H2.4 2.4kbit/s 數(shù)據(jù)縮略語：TCH Traffic Channel業(yè)務(wù)信道TCH/FS Full rate speech channel全速率業(yè)務(wù)信道TCH/HS Half rate speech channel半速率業(yè)務(wù)信道TCH/9.6 Data channel 9.6kb/s9.6kb/s數(shù)據(jù)信道TCH/4.8 Data channel 4.8kb/s4.8kb/s數(shù)據(jù)信道

39、TCH/2.4 Data channel 2.4kb/s2.4kb/s數(shù)據(jù)信道 話音信道有兩種不同的編碼方法：全速率FR（Full Rate）增強(qiáng)型全速率EFR（Enhanced Full Rate）。在相同空中接口帶寬的條件下，增強(qiáng)型全速率編碼與全速率話音編碼相比，能提供更好的話音質(zhì)量。EFR采用了一種新的話音編碼算法，能提供更好的話音質(zhì)量，但是只有Phase 2+以上的移動臺才支持EFR。邏輯信道分類TCHTraffic Channels(業(yè)務(wù)信道)Speech(話音)TCH/FSTCH/HSTCH/EFRNBData(數(shù)據(jù))TCH/9.6TCH/2.4TCH/4.8NBTCHSACCHF

40、ACCH（2），控制信道 GSM控制信道包括：廣播控制信道BCCH (Broadcast Control Channel);通用控制信道CCCH (Common Control Channel);專用控制信道DCCH (Dedicated Common Control Channel).BCCH類廣播控制信道僅是下行信道(從基站到移動臺),包括:iBCCH廣播控制信道,用來發(fā)送網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的信息。該信道是連續(xù)發(fā)射的,供周圍小區(qū)中的移動臺測量其信號強(qiáng)度。iSCH（Synchronizing Channel）同步信道，用來發(fā)送幀同步信息。iFCCH（Frequency Control Channel）

41、頻率控制信道，發(fā)射載波同步信息。CCCH類通用控制信道類是雙向的，即包括上行和下行兩個(gè)方向：iRACH（Random Access Channel）隨機(jī)接入信道是上行信道用于移動臺接入系統(tǒng)。iPCH（Paging Channel）尋呼信道和AGCH（Access Granted Channel）接入允許信道都是下行的，AGCH用于給MS分配資源，如SDCCH。PCH用于系統(tǒng)尋呼移動臺。PCH和AGCH從不同時(shí)使用。iCBCH（Cell Broadcast Channel）小區(qū)廣播信道，用于向小區(qū)內(nèi)所有的移動臺廣播信息，如話務(wù)信息等。DCCH類 專用控制信道在移動臺呼叫建立或用戶身份驗(yàn)證時(shí)，唯一

42、的分配給該移動臺。DCCH包括：iSDCCH（Standalone Dedicated Control Channel）獨(dú)立專用控制信道，用于移動臺在呼叫建立或做用戶身份驗(yàn)證時(shí)，向移動臺發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。i隨路控制信道（Associated Control Channel），包括慢速隨路控制信道SACCH（Slow Associated Control Channel）和快速隨路控制信道FACCH（Fast Associated Control Channel）。SACCH用于無線鏈路功率測量及傳送功率控制消息。FACCH用于傳送“事件”型消息，如切換消息。FACCH和SACCH都工作在上行和下

43、行兩個(gè)方向?？刂菩诺繤ACCHSACCHBCCH同步信道SCHFCCHFBSBCCCHRACH-上行PCH/AGCH-下行CBCH-下行NBNBABCCHControl Channel(控制信道)DCCHNBSDCCHACCHBCCH僅為下行NB/DBNB/AB3，GSM控制信道詳解 a，廣播控制信道BCCH（Broadcast Control Channel）BTS在所有時(shí)間都發(fā)送廣播控制信道，用來載送BCCH的無線載頻稱為BCCH載頻，當(dāng)移動臺開機(jī)但沒有通話時(shí)，會周期性的監(jiān)視BCCH中的信息（至少每30秒） 廣播控制信道BCCH中傳送的信息有： i位置區(qū)識別號LAI （Location A

44、rea Identity） i移動臺應(yīng)監(jiān)視的相鄰小區(qū)列表 i本小區(qū)使用的頻率列表 i小區(qū)識別號 i功率控制指示 i是否允許不間斷發(fā)射DTX（Discontinuous Transmission） i接入控制（如緊急呼叫、呼叫阻斷） i小區(qū)廣播信道描述。 BCCH總是在所有的時(shí)刻以恒定功率發(fā)射，使所有可能會用到它的移動臺能測量它的信號強(qiáng)度。當(dāng)BCCH沒有信息發(fā)送時(shí)就發(fā)送填充比特，或稱為虛擬突發(fā)脈沖序列。l 頻率校正信道FCCH（Frequency Control Channel）該信道在BCCH時(shí)隙頻繁發(fā)送，使移動臺能同步到基站的頻率。FCCH只會在BCCH載頻的時(shí)隙0發(fā)射，相當(dāng)于時(shí)隙0的標(biāo)志，

45、使移動臺能識別到時(shí)隙0。l 同步信道SCH（Synchronizing Channel）SCH傳送的信息使移動臺能同步到TDMA幀結(jié)構(gòu)，以及使移動臺能知道時(shí)隙的定時(shí)。另外還包括以下信息： Ø 幀號 Ø 基站身份識別碼BSIC（Base Site Identity Code） 移動臺將會監(jiān)視相鄰小區(qū)中BCCH的信息，并存儲信號最強(qiáng)的6個(gè)小區(qū)的信息。這些小區(qū)的SCH信息也被存了下來，以便移動臺到了一個(gè)新小區(qū)時(shí)，可以快速的與之同步。廣播控制信道(BCCH)CCH控制信道BCCH廣播控制信道-僅為下行BCCH同步信道SCHFCCHb，通用控制信道CCCH（Common Contro

46、l Channel）通用控制信道用于在BTS和移動臺之間傳送控制信息，完成呼叫建立和呼叫尋呼功能 通用控制信道包括：l 隨機(jī)接入信道RACH（Random Access Channel）移動臺在發(fā)起呼叫或響應(yīng)尋呼時(shí)須接入到系統(tǒng)，這時(shí)將使用到RACH信道。l 尋呼信道PCH（Paging Channel）用來尋呼MS。（可以通過IMSI、TMSI或IMEI來尋呼移動臺）l 接入允許信道AGCH（Access Grant Control Channel）BTS在RACH上收到MS的接入消息后，通過AGCH給MS分配專用控制信道，MS再轉(zhuǎn)到專用信道上繼續(xù)呼叫處理。MS的呼叫處理可能是呼叫建立、尋呼響

47、應(yīng)、位置更新或短消息業(yè)務(wù)。l 小區(qū)廣播信道CBCH（Cell Broadcast Channel）該信道用來傳送需要廣播到小區(qū)中所有移動臺的信息。CBCH用專用控制信道來發(fā)送信息，但被看作是通用信道，因?yàn)樾^(qū)中所有的移動臺都能收到它發(fā)送的消息。 激活的移動臺必須頻繁的監(jiān)視BCCH和CCCH，CCCH和BCCH在相同載頻上發(fā)送。名詞縮寫CCCH Common Control Channel 通用控制信道RACH Random Access Channel 隨機(jī)接入信道PCH Paging Channel 尋呼信道AGCH Access Granted Channel 接入允許信道CBCH Cel

48、l Broadcast Channel 小區(qū)廣播信道通用控制信道(CCCH)CCH控制信道CCCH公共控制信道-雙向RACH上行PCH/AGCH下行CBCH下行c，專用控制信道DCCH（Dedicated Control Channel） DCCH是RF載頻中的一個(gè)時(shí)隙，該時(shí)隙用來傳送8個(gè)獨(dú)立專用控制信道SDCCH(Stand-alone Dedicated Control Channels)。一個(gè)SDCCH可以供一個(gè)MS做呼叫建立、鑒權(quán)、位置更新和點(diǎn)到點(diǎn)的短消息。 后面我們將會看到，在BCCH/CCCH時(shí)隙中也會有SDCCH，但這種配置只允許有4個(gè)SDCCH。隨路控制信道ACCH（Assoc

49、iated Control Channel） ACCH可以和SDCCH或TCH用在一起，隨SDCCH或TCH發(fā)送一些相關(guān)信息。l 慢速隨路控制信道SACCH（Slow Associated Control Channel）在下行方向傳送功率控制和定時(shí)信息，在上行方向傳送RSSI和鏈路質(zhì)量報(bào)告。l 快速隨路控制信道FACCH（Fast Associated Control Channel）FACCH在TCH上發(fā)送。FACCH從TCH“偷”一個(gè)突發(fā)脈沖序列（Burst），插入自己的信息發(fā)送出去。FACCH用于傳送用戶鑒權(quán)和切換信息。不同的用戶可以在不同的時(shí)隙共用同一個(gè)無線信道，多個(gè)控制信道可以在不

50、同時(shí)間共用一個(gè)無線信道的一個(gè)時(shí)隙，這樣可以有效的傳送控制信息而不會降低網(wǎng)絡(luò)容量，所以我們需要把業(yè)務(wù)信道的時(shí)隙和控制信令的時(shí)隙很好的組織在一起。名詞縮寫：SDCCH Standalone Dedicated Control Channel 獨(dú)立專用控制信道SACCH Slow Associated Control Channel 慢速隨路控制信息FACCH Fast Associated Control Channel 快速隨路控制信道專用控制信道DCCHCCH控制信道DCCH專用控制信道-雙向SDCCHACCHFACCHSACCH二、GSM復(fù)幀結(jié)構(gòu)1，信道組前面講到的各種邏輯信道總是組合在一起，成為信道組，共有四種最常見的組合組：l 全速率業(yè)務(wù)信道組-TCH8/FACCH+SACCHl 廣播信道組-BCCH+CCCHl 專用信道組-SDCCH8+SACCH8l 組合信道組-BCCH+CCCH+SDCCH4+SACCH4半速率信道組(如果采用的話)和全速率信道組相似。l 半速率業(yè)務(wù)信道組-TCH16/F